（一）分解代谢产物
细菌的种类不同是由细菌的遗传结构不同决定的。细菌的基因不同，其基因产物酶也不同，因而催化的代谢途径不同，则代谢产物也不同。通过生化实验检测细菌的代谢产物，从而鉴别细菌，此种检测统称为细菌的生化反应。
1．糖发酵试验（carbonhydrate fermented test） 不同的细菌含有分解糖的酶不同，因而分解糖的能力不同，分解的产物也不同。有些细菌不能分解某种糖（－），有些细菌可以分解某种糖产酸（＋），有些细菌分解某种糖后产酸产气（）。例如，大肠埃希菌能分解葡萄糖和乳糖，伤寒沙门菌只能分解葡萄糖，不能分解乳糖；大肠埃希菌含有甲酸解氢酶，能将分解糖产生的甲酸分解成二氧化碳和氢气，故分解葡萄糖和乳糖后产酸产气，伤寒沙门菌无甲酸解氢酶，故分解葡萄糖只产酸不产气。
2．V－P试验（voges－proskauer test） 若细菌含有丙酮酸脱羧酶，可以将细菌分解葡萄糖产生的丙酮酸脱羧，生成中性的乙酰甲基甲醇，后者在碱性环境下可被氧化生成二乙酰，二乙酰再与含有胍基的化合物反应生成红色的化合物，即为V－P试验阳性。产气肠杆菌含有丙酮酸脱羧酶，故V－P试验为阳性，大肠埃希菌不含有丙酮酸脱羧酶，故V－P试验为阴性。
3．甲基红试验（methyl red test） 若细菌不含有丙酮酸脱羧酶，不能将酸性的丙酮酸转变为中性的乙酰甲基甲醇，结果培养基的pH呈酸性，当pH降至4．5以下时，加入的指示剂甲基红呈红色，即为甲基红试验阳性。若细菌含有丙酮酸脱羧酶，可将丙酮酸转变为乙酰甲基甲醇，结果培养基的pH大于5．4，加入的甲基红呈橘黄色，即为甲基红试验阴性。大肠埃希菌甲基红试验为阳性，产气肠杆菌为阴性。
4．枸橼酸盐利用试验（citrate utilization test） 若细菌能利用枸橼酸盐作为碳源，在含有枸橼酸盐为惟一碳源的培养基上能分解枸橼酸盐，生成碳酸盐，使培养基pH升高呈碱性，培养基中加入的指示剂变色（如使指示剂溴麝香草酚蓝由淡绿色变成深蓝色），即为枸橼酸盐利用试验阳性。产气肠杆菌能利用枸橼酸盐作为惟一的碳源，故呈阳性反应，大肠埃希菌为阴性反应。
5．吲哚试验（indole test） 若细菌含有色氨酸酶，能分解蛋白质中的色氨酸产生吲哚，吲哚与试剂对二甲基氨基苯甲醛作用后，形成玫瑰吲哚，呈红色反应，即为吲哚试验阳性。大肠埃希菌、变形杆菌、霍乱弧菌等含有色氨酸酶，其吲哚试验为阳性，产气肠杆菌不含有色氨酸酶，故吲哚试验为阴性。
6．硫化氢试验（hydrogen sulphide production test） 若细菌能够分解含硫氨基酸，如胱氨酸、半胱氨酸等，生成的硫化氢可与培养基中加入的硫酸亚铁或醋酸铅反应，形成黑色的硫化铁或硫化铅，即为硫化氢试验阳性。变形杆菌、沙门菌等硫化氢试验为阳性。
7．尿素酶试验（urease test） 若细菌含有尿素酶，能分解培养基的尿素，产生的氨使培养基pH变为碱性，加入的指示剂酚红变为红色，即为尿素酶试验阳性。变形杆菌含有尿素酶，故为阳性。
细菌的生化反应主要用于革兰阴性细菌的鉴别，其中吲哚试验（I）、甲基红试验（M）、V－P试验（V）、枸橼酸盐利用试验（C）合称为IMVC试验，主要用于肠道杆菌的鉴别。例如大肠埃希菌的IMVC试验结果为＋＋－－，产气肠杆菌为－－＋＋。
（二）合成代谢产物
在细菌的合成代谢产物中，有些产物与细菌的致病性有关，有些可用来鉴别细菌，有些可供治疗疾病。
1．热原质（pyrogen） 是由细菌产生的注入人或动物体内能引起发热反应的物质。热原质大多由革兰阴性菌产生，如伤寒沙门菌等，热原质即为其细胞壁的脂多糖。有些革兰阳性菌也可产生热原质，如枯草芽胞杆菌等。热原质耐高温，高压蒸汽灭菌不被破坏，一般用吸附剂吸附或250℃干烤才能去除或破坏热原质。因此，在注射用药品的制备及使用时，应防止细菌的污染，一旦制剂制成后，要除去热原质比较困难。
2．毒素与侵袭性酶（toxins and invasive enzymes） 细菌能产生两类毒素，即外毒素（exotoxin）和内毒素（endotoxin）。外毒素是细菌新陈代谢过程中分泌到菌体外的毒性物质，多由革兰阳性菌产生，其化学成分为蛋白质；内毒素是细菌死后菌体裂解释放出来的毒性物质，多由革兰阴性菌产生，化学成分为脂多糖。外毒素和内毒素都是细菌最主要的致病物质（详见第6章）。有些细菌能产生侵袭性酶，如乙型溶血性链球菌产生玻璃酸酶（透明质酸酶）、链激酶、链道酶，这些酶可使组织损伤，造成结构疏松，有利于细菌在体内扩散。
3．色素（pigments） 细菌能产生两类色素，一类是水溶性色素，能弥散到培养基中，使菌落及培养基均着色，如铜绿假单胞菌产生的色素能使培养基或感染的脓汁呈蓝绿色。另一类是脂溶性色素，只染色菌落，培养基不着色，如金黄色葡萄球菌产生的金黄色色素只使菌落呈金黄色，培养基不变色。细菌在适宜的环境下才能产生色素，对细菌有鉴别意义。
4．抗生素（antibiotics） 是由微生物产生的能抑制或杀死其他微生物或肿瘤细胞的物质。抗生素主要由放线菌和真菌产生，细菌产生的抗生素很少，只有多黏菌素和杆菌肽等。
5．细菌素（bacteriocins） 是某些细菌菌株产生的具有抗菌作用的蛋白质。与抗生素比较，细菌素抗菌范围窄，仅对与产生菌株亲缘关系较近的细菌有作用，而且杀伤作用不强，因此，不能作为抗菌药物在临床上应用。细菌素是按产生菌命名的，如大肠埃希菌产生的细菌素称作大肠菌素（colicin）。由于细菌素往往是由质粒编码的，如大肠菌素的基因位于Col质粒上，而且细菌素的作用具有种和型特异性，故可用作流行病学调查和细菌的分型。
6．维生素（vitamin） 细菌能产生维生素。如大肠埃希菌在人的肠道内合成的维生素B和维生素K，能被人体吸收和利用。工业上也可利用细菌生产维生素。
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